Não serão consideradas respostas sem justificativas, a questão será ANULADA;
3 cargas estão sobre uma linha reta equidistantes de 1 m . Calcule a força elétrica em cada uma das cargas sabendo que elas tem a mesma carga positiva,
.
3 cargas estão sobre uma linha reta equidistantes de 1 m . Calcule a força elétrica em cada uma das cargas sabendo que elas tem a mesma carga positiva,
Passo 1
Ok, vamos lá! Temos um problema de Eletrostática, que é a parte da física que estuda as cargas elétricas em repouso e as forças que elas exercem umas sobre as outras. No nosso caso, temos 3 cargas iguais e positivas, cada uma com
, dispostas em uma linha reta com 1 metro de distância entre elas. Nosso objetivo é calcular a força elétrica que cada uma dessas cargas exerce sobre as outras.
Passo 2
Primeiro, vamos usar a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é:
Onde:
-
é a força elétrica, -
é a constante eletrostática ( ), -
e são as magnitudes das cargas, -
é a distância entre elas.
Passo 3
Vamos identificar as posições das cargas na linha reta. Podemos imaginar que a carga do meio está na posição 0, a da esquerda em -1 metro e a da direita em +1 metro.
- Carga A: posição -1 m
- Carga B: posição 0 m
- Carga C: posição +1 m
Passo 4
Agora, vamos calcular as forças que cada carga exerce sobre as outras.
Força na Carga A:
- Carga A repulsiona a carga B (no centro) e a carga C (do outro lado).
- A força entre A e B:
- A força entre A e C está a 2 metros de distância:
Como ambas as forças são de repulsão, elas empurram a carga A para longe das outras cargas. A força da carga B empurra A para a esquerda, e a força da carga C também empurra A para a esquerda. Então, as forças se somam:
Força na Carga B:
- Carga B repulsiona a carga A e a carga C.
- A força entre B e A:
- A força entre B e C:
As forças na carga B são iguais e opostas, então elas se cancelam:
Força na Carga C:
- Carga C repulsiona a carga B (no centro) e a carga A (do outro lado).
- A força entre C e B:
- A força entre C e A está a 2 metros de distância:
Assim, as forças se somam:
Resposta
A força elétrica em cada uma das cargas é:
- Carga A:
para a esquerda. - Carga B:
(não há força líquida atuando nela). - Carga C:
para a direita.
Exercícios relacionados
Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a
e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (b) o módulo da carga de cada capacitor;
Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a
e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (e) carga induzida no dielétrico;
Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a
e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (d) constante dielétrica;
Considere um sistema contendo duas cargas pontuais, uma com
localizada em
e outracom
localizada em
.
(a) Calcule a força atuando sobre a carga
(a) Calcule a força atuando sobre a carga